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Blaine Roberts 博士

把疾病扼杀在摇篮里


安捷伦帮助研究人员探索神经退行性疾病的早期检测手段

Blaine Roberts 正在探索在疾病(如阿尔茨海默病和帕金森病)尚未出现症状时便将其检出的方法。

“所有这些神经退行性疾病的一大特点在于,患者从患病到出现症状会间隔很长时间,”Roberts 说道,“例如,就阿尔茨海默病而言,淀粉样蛋白(此类疾病的标志性物质)的积聚开始于出现任何症状之前至少 15 年,或者可能是 20 年。”

Roberts 是澳大利亚墨尔本弗洛里神经科学与心理健康研究所以及心理健康合作研究中心的一名研究人员。他指出,与癌症一样,越早检测到疾病对患者越有利。至于神经退行性疾病,应该也同样如此。

他说:“淀粉样蛋白可以通过 PET 扫描进行检测,但是你无法对所有 65 岁以上的人进行 PET 扫描,这种方法太贵了。”

因此,Roberts 正采用安捷伦的前沿技术寻找能用于低成本检测方法的生物标记物。

他说:“我的研究一方面是尝试开发一种基于血液的检测方法。通过测量其中的蛋白质,确定大脑中是否发生了淀粉样蛋白的积聚。这样做的好处是你可以实施更有针对性且更完善的临床试验,并有望快速找到治疗方法。”

事实上,Roberts 与他在神经蛋白质组学和金属蛋白质组学实验室的团队已经发现了三种蛋白质,它们在血液样品中的存在可以指示阿尔茨海默病的过程是否已经开始 — 在出现任何认知障碍的迹象之前。这符合他们的目标:寻找在出现明显临床症状之前检测病理过程的方法。

Roberts 对基于血液的检测方法的可能性感到兴奋。

“例如,你可以像筛选胆固醇时那样进行检测。如果检测到高淀粉样蛋白标记物呈阳性,则可以进行 PET 扫描以验证大脑中是否存在淀粉样蛋白,”他说道,“一旦有了治疗方法,事情将变得很简单,‘没关系,这种化合物能够降低你的淀粉样蛋白’。这就是我们如何使用这种血液检测方法的愿景。我们已经发现了三种标记物,取得了相当不错的进展。”

Roberts 的实验室配备了来自安捷伦的高效液相色谱仪和一系列质谱仪,正走在新学科“金属蛋白质组学”的前沿。

他说:“我们是世界上为数不多的能够在同一房间进行金属分析和蛋白质分析的实验室之一。”

Roberts 在对运动神经元疾病(通常称为卢伽雷氏症)的研究中充分利用了这些分析能力,该病可能是由富含铜和锌的蛋白质的突变造成的。

“我最近的研究重点是这种蛋白质的金属状态,”他说道,“我们实际上已经能够描述这种蛋白质在疾病中的作用机理以及可能的治疗方法。”

Roberts 指出,利用安捷伦的技术以及他自己的新技术发现,这种蛋白质并没有得到所需的全部必需金属。

“这意味着该蛋白质不起作用了,实际上似乎产生了一种异常的功能,并由此带来了糟糕的影响,”他说道,“然而,借助我们开发的处理方法,能够向其提供金属并使其恢复到完全金属状态,即意味着其能获得完整的铜和锌组成。”

Roberts 观察到的结果令他惊讶:通过治疗,试验动物体内含有更多的突变蛋白,但它们的存活期更长。

他解释道:“通常情况下,这些蛋白质的浓度越高,疾病就越严重。但是现在这种蛋白质的表达水平更高,但动物的状态变得更好了 — 原因在于,现在这种蛋白质已经具有完整的金属组成。”

简而言之,治疗功能障碍的关键是将蛋白质恢复到完全功能状态。如果缺少测量金属辅助因子和蛋白质的能力,我们将无法如此快速地将它们联系起来。

现在,该治疗方法已经由当地一家生物技术公司进行至临床试验阶段。

仅限研究使用。不可用于诊断目的。

Blaine Roberts 博士

神经蛋白质组学和金属蛋白质组学实验室主管
心理健康合作研究中心
弗洛里神经科学与心理健康研究所
澳大利亚墨尔本

代表性出版物

Subcellular compartmentalisation of copper, iron, manganese, and zinc in the Parkinson's disease brain.
Genoud S, Roberts BR, Gunn AP, Halliday GM, Lewis SJG, Ball HJ, Hare DJ, Double KL.
Metallomics. 2017 Oct 18;9(10):1447-1455. doi: 10.1039/c7mt00244k.

The APOE ε4 Allele Is Associated with Lower Selenium Levels in the Brain: Implications for Alzheimer's Disease.
R Cardoso B, Hare DJ, Lind M, McLean CA, Volitakis I, Laws SM, Masters CL, Bush AI, Roberts BR.
ACS Chem Neurosci. 2017 Jul 19;8(7):1459-1464. doi: 10.1021/acschemneuro.7b00014

Selenium Levels in Serum, Red Blood Cells, and Cerebrospinal Fluid of Alzheimer's Disease Patients: A Report from the Australian Imaging, Biomarker & Lifestyle Flagship Study of Ageing (AIBL).
Cardoso BR, Hare DJ, Bush AI, Li QX, Fowler CJ, Masters CL, Martins RN, Ganio K, Lothian A, Mukherjee S, Kapp EA, Roberts BR; AIBL research group.
J Alzheimers Dis. 2017;57(1):183-193. doi: 10.3233/JAD-160622

The influence of the ethane-1,2-diamine ligand on the activity of a monofunctional platinum complex.
Graziotto ME, Akerfeldt MC, Gunn AP, Yang K, Somerville MV, Coleman NV, Roberts BR, Hambley TW, New EJ.
J Inorg Biochem. 2017 Dec;177:328-334. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2017.07.029

Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry imaging of white and gray matter iron distribution in Alzheimer's disease frontal cortex
Hare DJ, Raven EP, Roberts BR, Bogeski M, Portbury SD, McLean CA, Masters CL, Connor JR, Bush AI, Crouch PJ, Doble PA.
Neuroimage. 2016 Aug 15;137:124-131. doi: 10.1016/j.neuroimage.2016.05.057.

Standards for Quantitative Metalloproteomic Analysis Using Size Exclusion ICP-MS.
Lothian A, Roberts BR.
J Vis Exp. 2016 Apr 13;(110). doi: 10.3791/53737

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